摘要：初中学生在学习物理知识之前，头脑中不是空白，而是对知识有自己的理解，在教学前，先了解学生的前概念，然后利用猜想，设计，探究的实验方式，让学生通过自己动手，动脑，来建构正确的物理概念，推翻原来的前概念，建构正确的知识体系。　　

关键词：概念转变 探究教学 物理实验              　　

概念转变理论已日益被广大物理教育工作者接受，不少研究者也提出了促进概念转变的种种教学策略．随着新课程的实施，对探究教学的研究也在逐渐深入．如何用探究教学促进学生的概念转变是本文研究的核心问题　　

一、 引导探究，打破思维惯性，转变固有经验为物理概念　　

 初中物理概念大多源于生活，学生原有的知识和经验直接影响其对新概念的理解和接受。知识转变是指个体原有的某种知识经验和认识（即前概念）由于受到与此不一致的新经验影响而发生的改变。对知识转变的研究表明，知识转变有两种可能：一种可称为“正迁移”，即新知识的纳入补充了原有知识，通过积累的方式使这些知识发生变化，在这种情况下，新知识与原有知识之间基本上是一致的；另一种情况可以称为“负迁移”，这是指新知识与原有的信息、或有关理解之间存在着冲突，因而要对原有的理解做出调整，使原有经验转变，进而升华为新概念。概念的前一种变化是容易实现的，而后一种情况则会遇到较大的阻力。物理教学中的知识转变主要就是针对“负迁移”情况而言，即个体在面临与原有经验不一致的情境时，对原来的理解和解释做出的根本性调整和重组，而不是新信息的点滴积累和某些细枝末节的变化。　　

国内外的很多研究已经证明，学生的头脑中存在着大量的前概念，这些前概念（负迁移的前概念）具有广泛性、顽固性、负迁移性、层次复杂性的特点。我们认为，前概念的这些特点是物理难教、难学的主要原因之一。要使学生真正学好物理，就必须重视学生原有的知识经验转变为物理概念过程。研究表明一个人原来的经验要发生转变需要满足四个条件：　　

(1)对原有认识的不满 (2)新概念的可理解性　　

(2)(3)新概念的合理性   (4)新概念的有效性　　

据此，在物理概念教学中，我们首先要了解学生的原有认识，学生原有认识与科学概念发生冲突时，不急于纠正学生的原有认识，而是针对这些认识与科学概念的差异设计教学情境，为学生提供与原有认识不一致的经验，创设促进学生认识转变的条件，引领学生进行探究活动，使学生的原有认识向科学概念转变。　　

首先，教师应根据以往教学经验，对学生易产生错觉的知识采用问卷、课下交流、课上提问等方式了解学生的前概念，在这个阶段，他们对前概念持有一种认可或者怀疑的态度。例如在讲“牛顿第一定律”前，先放了一段录像，问同学们2000多年前亚里士多德的观点是否正确，100%的学生认为其观点正确，学生认为物体受力运动，不受力就停止运动；讲解液体压强前，以问卷形式调查时发现认为液体压强大小与液体重力、质量有关的学生占90%以上；还有学生将压力与重力混淆，有些学生误以为物体速度越大惯性越大等……。这些前概念对学生理解科学概念有着很强的副作用。　　

在了解了学生的错误认识之后，教师要针对学生的模糊意识设计问题和教学情境，导引学生分析或制定计划与设计实验、进行实验与收集证据，从而为学生认识并理解科学概念创造激发认知冲突的外部条件。例如，讲牛顿第一定律时，以往按课本安排，按部就班讲解，学生理解不了运动物体不受力时将做匀速直线运动。现在讲课时先让学生猜想运动和力的关系之后，放了一段“神州六号”宇航员费俊龙、聂海胜在太空录制的一段录像，学生观察到牙膏状的物体的运动状况与他们日常见到的并不相同，这时学生们头脑中的前概念受到了新情况的挑战，他们会对前概念产生疑惑或不满，正是在这样的过程中，激发起学生的认知冲突，促使他们产生探求知识的欲望。此时教师引导学生重新猜想，进行探究，对实验现象分析、推理得出正确结论，学生参与的积极性很高。例如，在讲解液体压强与液体重力无关而与液体深度有关这一科学观点时，我改变了以往通过例题计算说明的方法，而是做了一个有趣的实验。我自制了一个长颈漏斗，给学生一个大漏斗，和一个侧面有开口的大试管，将侧面开口用薄橡胶皮封住，试管上端用橡胶塞封闭，先将大漏斗插入橡胶塞，让学生通过大漏斗向试管中倒水，一大烧杯水倒完试管侧面橡胶皮只向外突出一点，而换用长颈漏斗重做实验，只用多半杯水试管侧面橡胶皮向外突出很多，最后橡胶皮在水的压强作用下被压破裂。学生对自己的前概念产生了疑惑，这时通过分析与论证、评估、交流与合作的师生互动过程，使他们认识到液体压强的大小决定与液体中某点到液面的高度，促使学生进一步建构科学概念和认识新概念。在这个阶段，学生已经初步意识到了科学概念的优越性，但巨大的思维惯性又不会使他们轻易放弃前概念，他们可能还会试图用以前的认识来解释新的现象。这时教师的及时指导很容易得到学生的认同，促使学生加深对科学概念的理解，从而实现概念的重新建构。　　

最后，学生尝试用科学概念去解决前概念不能解决的问题，他们对科学概念的有效性就会有更深刻的体会和认识。当我讲完牛顿第一定律重放录像时，再让学生对太空中牙膏状物体的运动状况的进行分析，学生的表现表明他们对牛顿第一定律的理解比较深刻。　　

二、 用探究教学促进学生的概念转变　　

《全日制义务教育物理课程标准》将科学探究作为学习内容和学习方式，并将其要素概括为：提出问题、猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作．探究教学就是科学探究在物理课堂上的具体体现．科学探究不能是表面化和程序化的过程，必须将科学探究要素与有效的物理教学统一起来；用探究教学促进学生概念转变，从而使学生真正成为探究的主体．　　

如初中物理密度、比热容等很多重要物理概念都是以两个或多个物理量的比值形式呈现的，但他们的大小只与物质的种类有关，与其他物理量的大小无关，这是概念建立时的重点和难点。以前教学都是在引入新课之后，通过教师对事先准备好的数据进行分析，直接得出概念。这样讲了多年的体会是，教师觉得自己讲得非常清楚，学生最后只落得会用公式做题，而对概念的物理意义不理解。近两年我们改变了教学观念，改变教给学生概念为引导学生探究体会概念，重要物理概念建立时由教师引导学生探究——建立具体形象；继而师生交流、总结概括一般规律——建立正确物理概念。例如，密度概念建立时，教师事先准备了一组铜块、一组铁块、一组铝块，它们的大小不同、形状各异，提前测量好它们的体积标上标签，上课时学生分成三大组，分别测铜、铁、铝的质量，每大组又分两人一小组，每小组测一块，一大组同学共用一张表格如下　　

第一组        铁块             小组成员：　　

分析数据你得到什么结论：　　

其它两组与此类似。同组学生通过交流，一般能得出质量与体积成正比，经教师引导，还能得出质量与体积比值一定的结论。这一过程的探究体验，为学生建立正确概念提供直接经验的支持，之后的组组交流，师生互动交流，密度的概念在学生头脑中变得立体，不再只是一个公式，尤其对密度是物质的特性的含义理解较深，教学难点被突破，同时学生的交流合作精神加强，学习能力也随之提高。比热容这一重要物理概念，以前讲解时教师先分析物体吸热多少与物体的质量、升高的温度有关，再通过演示实验让学生知道物体吸热多少还与物质的种类有关，然后给出比热容的概念，学生只是被动地接受，不能真正理解概念。近两年教学时先让学生根据生活经验猜物体吸热多少与什么有关，由于学生生活常识的积累，很快能说出与物体的质量和物体升高的温度有关，教师提出新问题（也是本节课要解决的重点问题）：如果质量相同的煤油、酒精、水，升高相同的温度，他们吸收的热量相同吗？学生此时回答不踊跃，显出疑惑，教师告诉学生解决疑惑、验证自己猜想的最好办法是实验，然后引导学生设计并操作实验，交流时根据各组的结果得到了以下结论：1、同质量的水、酒精、煤油升高相同的温度吸收热量不同。2、同质量的水、酒精、煤油升高相同温度时，水吸收热量最多。师生讨论交流之后，教师讲解科学家们经过大量实验得出1千克水温度升高1℃吸热4200焦，1千克酒精温度升高1℃吸热2400焦，1千克煤油温度升高1℃吸热2100焦……，即１千克某种物质温度升高１℃吸收的热量是一定的，这是物质的又一种特性，顺理成章地得出比热容的概念。以前很难理解的比热容概念在学生头脑中“有血有肉”地建立起来了，同时各组通过对比，水的吸放热本领强得到了验证，学生自己就能悟出水在生活中被用来作为冷却液及取暖材料的物理依据。本节课的重点和难点迎刃而解，虽然学生课堂上没像以前一样背过概念，但由于学生概念建立过程有感有悟，对知识理解更好，记忆也更持久。　　

三、反思小结　　

通过一段时间的实践反馈，学生的思维活跃了，解决问题的方法增多了，上课时注意力更集中，对物理概念的理解更准确，尤其是对于与日常经验相矛盾的事实也能进行科学分析的同学增多。　　

物理概念教学中教师的主导作用必不可少，有时甚至起着关键作用，因为前人的许多经验不可能让学生去一一探索。对于物理概念的理解，又有许多不可言传的知识（就是默会知识），这部分知识本质上是理解和领悟，必须从“做”中学，无数的实践证明，“实践技能很难诉诸于文字”、“科学的创新根源于默会的力量”。因此，学生对物理概念的理解程度源于他们对事物的接触程度，探究式教学就是在教师的引导下留给学生“做”的时间，“做”的少了，从“做”中学到的就少了，而从“做”中学到的恰恰是重要的物理基本技能、物理思维方法、能力的培养和情感体验。我们的引导探究式教学，就是既要重视教师“教”，又要重视学生“做”，长期坚持不仅使学生“懂物理”，更能培养学生“做的技能”和“悟的资质”，全面提高学生的科学素养，为今后的发展奠定基础。